가수분해 백분율. 염기성 용액을 만드는 염

가수분해 백분율. 염기성 용액을 만드는 염

 

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▶ 참고: 이온화 백분율과 이온화도

[ https://ywpop.tistory.com/3146 ]

▶ 참고: 산성염 염기성염 중성염

[ 참고 https://ywpop.tistory.com/4300 ]

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강염기의 양이온과 약산의 음이온으로 이루어진 염의 용액은 염기성이다.

 

예를 들어, CH3COONa는 물에서 다음과 같이 100% 해리된다고 가정한다.

CH3COONa(s) + H2O(l) → Na^+(aq) + CH3COO^-(aq)

 

 

가용성염인 CH3COONa는, 강산 또는 강염기처럼,

물에서 100% 해리된다고 가정하므로,

[CH3COONa] = [CH3COO^-]

 

 

 

 

해리된 CH3COO^- 이온은 약산인 CH3COOH의 짝염기이므로,

( 약산의 짝염기는 비교적 강한 염기이므로, )

 

다음과 같이 물과 가수분해 반응이 일어난다.

CH3COO^-(aq) + H2O(l) ⇌ CH3COOH(aq) + OH^-(aq)

 

가수분해 반응으로 인해 용액 중에 OH^- 이온이 생성되기 때문에,

CH3COONa 용액은 염기성을 나타낸다.

( ---> CH3COONa는 염기성염 )

 

 

여기서, 가수분해 반응식에 표시된 ‘⇌’ 화살표에 주목할 필요가 있다.

가수분해 반응은 약산 또는 약염기의 이온화처럼,

( 참고: 약산과 산 해리 상수 https://ywpop.tistory.com/15323 )

 

“극히 일부만 반응이 일어난다”는 것을 기억해 두자.

 

 

 

 

본론으로 돌아와서,

CH3COO^-의 가수분해 반응에 대한 평형상수, Kh는

CH3COO^-의 염기 해리 상수, Kb와 같기 때문에,

다음과 같이 나타낼 수 있다.

Kh = Kb = [CH3COOH] [OH^-] / [CH3COO^-]

( 참고: 약염기와 염기 해리 상수 https://ywpop.tistory.com/15325 )

 

 

 

약염기의 세기 정도를 Kb와 이온화 백분율,

두가지 방법으로 나타낼 수 있듯이,

CH3COO^-의 가수분해 정도 역시 Kb와 이온화 백분율로 나타낼 수 있다.

다만, CH3COO^-의 이온화 백분율은

특별히 “가수분해 백분율”로 부르기로 하자.

( 즉, 이온화 백분율과 가수분해 백분율은 100% 같은 ‘개념(정의)’이다. )

 

 

이온화 백분율(%) = (염기의 평형농도 / 염기의 초기농도) × 100

= ([B]_평형 / [B]_초기) × 100

= ([OH^-]_평형 / [B]_초기) × 100

 

 

가수분해 백분율(%) = (CH3COO^-의 평형농도 / CH3COO^-의 초기농도) × 100

= ([CH3COO^-]_평형 / [CH3COO^-]_초기) × 100

= ([CH3COO^-]_가수분해 / [CH3COO^-]_초기) × 100

= ([OH^-]_평형 / [CH3COO^-]_초기) × 100

 

 

 

여기서,

“[CH3COO^-]_가수분해 = [OH^-]_평형” 관계는

CH3COO^-(aq) + H2O(l) ⇌ CH3COOH(aq) + OH^-(aq) 평형 반응에서

CH3COO^- : OH^- = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

CH3COO^- 이온 1개(1 mol)가 가수분해되면,

( CH3COO^- 이온 1개(1 mol)가 가수분해 반응에 참여하면, )

OH^- 이온 1개(1 mol)가 생성되기 때문이다.

 

 

 

 

[참고] [CH3COO^-]_가수분해에 대한 이해

가수분해 백분율 식에 나오는

[CH3COO^-]_평형 또는 [CH3COO^-]_가수분해는

CH3COO^-(aq) + H2O(l) ⇌ CH3COOH(aq) + OH^-(aq) 평형 반응에서

평형에서 존재하는 CH3COO^- 이온의 농도가 아니다.

( 평형에서 존재하는 CH3COO^- 이온의 농도와 다르다. )

 

 

즉, 염기 해리 상수식에 나오는

Kb = [CH3COOH] [OH^-] / [CH3COO^-]

평형에서 존재하는 CH3COO^- 이온의 농도가 아니다.

( 즉, Kb 계산 공식에 나오는 ‘C–x’가 아니다. )

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4294 )

 

 

[CH3COO^-]_가수분해는

가수분해 반응이 일어난 CH3COO^- 이온의 농도를 의미하는 것이다.

( 가수분해 반응에 참여한 CH3COO^- 이온의 농도를 의미. )

 

 

예를 들어,

가수분해 반응이 일어나기 전에 500개 CH3COO^- 이온이 있었는데,

이중에서 1개 CH3COO^- 이온이 가수분해 반응에 참여했다면,

( “극히 일부만 반응이 일어난다”는 것을 기억 )

 

가수분해 백분율(%) = (1개 / 500개) × 100 = 0.2%

 

 

이때 Kb 계산 공식에 나오는 CH3COO^- 이온의 농도는

[CH3COO^-]_평형 = C – x = 500개 – 1개 = 499개

 

 

 

 

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